IT201800007766A1 - FLEXIBLE LINEAR ELECTRIC ACTUATOR FOR AUTOMOTIVE APPLICATIONS - Google Patents
FLEXIBLE LINEAR ELECTRIC ACTUATOR FOR AUTOMOTIVE APPLICATIONS Download PDFInfo
- Publication number
- IT201800007766A1 IT201800007766A1 IT102018000007766A IT201800007766A IT201800007766A1 IT 201800007766 A1 IT201800007766 A1 IT 201800007766A1 IT 102018000007766 A IT102018000007766 A IT 102018000007766A IT 201800007766 A IT201800007766 A IT 201800007766A IT 201800007766 A1 IT201800007766 A1 IT 201800007766A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- actuator
- drive shaft
- main body
- axial direction
- transmission
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 29
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 14
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001272720 Medialuna californiensis Species 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002783 friction material Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
- F16K31/041—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor for rotating valves
- F16K31/043—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor for rotating valves characterised by mechanical means between the motor and the valve, e.g. lost motion means reducing backlash, clutches, brakes or return means
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
- H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H2025/204—Axial sliding means, i.e. for rotary support and axial guiding of nut or screw shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H2025/2062—Arrangements for driving the actuator
- F16H2025/2081—Parallel arrangement of drive motor to screw axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion
- F16H59/02—Selector apparatus
- F16H59/04—Ratio selector apparatus
- F16H2059/047—Ratio selector apparatus with essentially straight linear movement for gear selection, e.g. straight selection movement using detent mechanism for improving feeling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
- F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
- F16H2061/2884—Screw-nut devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Mechanically-Actuated Valves (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
CAMPO DI APPLICAZIONE FIELD OF APPLICATION
La presente invenzione riguarda un attuatore elettrico lineare, in particolare per applicazioni automotive quali valvole a farfalla, valvole parzializzatrici per gruppi compressori o turbocompressori, valvole di ricircolo di gas di scarico (EGR), ma anche un selettore di un cambio automatico o elettroattuato, un dispositivo di movimentazione di un’appendice aerodinamica e simili. The present invention relates to a linear electric actuator, in particular for automotive applications such as butterfly valves, throttle valves for compressor units or turbochargers, exhaust gas recirculation valves (EGR), but also a selector for an automatic or electro-actuated gearbox, a device for moving an aerodynamic appendage and the like.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE
Come è noto, gli attuatori in applicazioni motoristiche sono utilizzati per controllare e parzializzare un flusso, tipicamente una miscela di combustibile e/o comburente, da alimentare ad un motore, come nel caso di corpi farfallati, ma anche una miscela di gas combusti, come nel caso di valvole EGR o di gruppi compressori o turbocompressori, un selettore di un cambio automatico o elettroattuato, un dispositivo di movimentazione di un’appendice aerodinamica e così via. In tutte le applicazioni sopra descritte, per garantire il corretto funzionamento dell’impianto/dispositivo disposto a valle dell’attuatore, è necessario che la cinematica di azionamento dell’attuatore sia estremamente precisa, affidabile e controllabile. Inoltre viene richiesta sempre più dai costruttori nel settore automotive, la limitazione spinta degli ingombri dei componenti, ovviamente a parità di affidabilità dei sistemi attuatori tradizionali. As is known, actuators in engine applications are used to control and choke a flow, typically a mixture of fuel and / or comburent, to be fed to an engine, as in the case of throttle bodies, but also a mixture of burnt gases, such as in the case of EGR valves or compressor groups or turbochargers, a selector of an automatic or electro-actuated gearbox, a device for moving an aerodynamic appendage and so on. In all the applications described above, to ensure the correct operation of the system / device arranged downstream of the actuator, the actuator drive kinematics must be extremely precise, reliable and controllable. Furthermore, manufacturers in the automotive sector are increasingly required to limit the overall dimensions of the components, obviously with the same reliability of traditional actuator systems.
Inoltre viene sempre più richiesta la versatilità degli attuatori dal momento che, in base alle applicazioni specifiche, possono essere richieste variazioni e/o personalizzazioni in termini di corse di azionamento che possono variare sia in valore assoluto sia in termine di direzione di azionamento, anche in maniera asimmetrica, ossia prevedendo una corsa massima di andata differente, in valore di spostamento, dalla corsa massima di ritorno. Furthermore, the versatility of the actuators is increasingly required since, according to the specific applications, variations and / or customizations may be required in terms of actuation strokes which can vary both in absolute value and in terms of actuation direction, also in terms of asymmetrical way, i.e. providing for a maximum outward stroke different, in displacement value, from the maximum return stroke.
Ovviamente il mercato richiede soluzioni tecniche che possano soddisfare tali esigenze, pur mantenendo costi estremamente ridotti. Obviously, the market requires technical solutions that can satisfy these needs, while maintaining extremely low costs.
Le soluzioni note non sono in grado di garantire le sopra citate specifiche/esigenze. The known solutions are not able to guarantee the aforementioned specifications / needs.
PRESENTAZIONE DELL'INVENZIONE PRESENTATION OF THE INVENTION
E’ quindi sentita l’esigenza di risolvere gli inconvenienti e limitazioni citati in riferimento all’arte nota. The need is therefore felt to resolve the drawbacks and limitations mentioned in reference to the known art.
Pertanto è sentita l’esigenza di mettere a disposizione un attuatore che sia affidabile ed economico, versatile, adattabile alle specifiche esigenze dell’utente e che abbia anche ingombri ridotti. Therefore, the need is felt to provide an actuator that is reliable and economical, versatile, adaptable to the specific needs of the user and which also has reduced dimensions.
Tale esigenza è soddisfatta da un attuatore in accordo con la rivendicazione 1. This requirement is satisfied by an actuator in accordance with claim 1.
DESCRIZIONE DEI DISEGNI DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente comprensibili dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti e non limitativi di realizzazione, in cui: - la figura 1 rappresenta una vista prospettica di un attuatore, in accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione; Further characteristics and advantages of the present invention will be more understandable from the following description of its preferred and non-limiting embodiment examples, in which: - figure 1 represents a perspective view of an actuator, in accordance with an embodiment of the present invention;
- la figura 2 rappresenta una vista prospettica dell’attuatore di figura 1, da una differente angolazione; - figure 2 represents a perspective view of the actuator of figure 1, from a different angle;
- la figura 3 rappresenta una vista prospettica dell’attuatore di figura 2, in parziale trasparenza, per consentire la visione dei componenti interni; - figure 3 represents a perspective view of the actuator of figure 2, in partial transparency, to allow viewing of the internal components;
- la figura 4 rappresenta una vista prospettica in sezione dell’attuatore di figura 2; - figure 4 represents a perspective view in section of the actuator of figure 2;
- la figura 5 rappresenta una vista in sezione, bidimensionale, dell’attuatore di figura 2; - figure 5 represents a sectional view, two-dimensional, of the actuator of figure 2;
- le figure 6-7 rappresentano viste prospettiche di un attuatore secondo due possibili varianti di realizzazione della presente invenzione; Figures 6-7 show perspective views of an actuator according to two possible variants of the present invention;
- le figure 8-9 rappresentano viste prospettiche dell’attuatore di figura 7, nelle due rispettive configurazioni di fine corsa; - Figures 8-9 represent perspective views of the actuator of Figure 7, in the two respective end-of-stroke configurations;
- le figure 10-11 rappresentano viste prospettiche, in parziale sezione, di un attuatore secondo la presente invenzione nelle due configurazioni di fine corsa. Figures 10-11 show perspective views, in partial section, of an actuator according to the present invention in the two end-of-stroke configurations.
Gli elementi o parti di elementi in comune tra le forme di realizzazione descritte nel seguito saranno indicati con medesimi riferimenti numerici. The elements or parts of elements in common between the embodiments described below will be indicated with the same numerical references.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION
Con riferimento alle suddette figure, con 4 si è globalmente indicata una vista schematica complessiva di un attuatore per applicazioni automotive in accordo con la presente invenzione. With reference to the aforementioned figures, the numeral 4 globally indicates an overall schematic view of an actuator for automotive applications in accordance with the present invention.
Come accennato può trattarsi di un attuatore adatto ad alimentare una miscela di combustibile e/o comburente, quale benzina, gasolio, GPL, metano, idrogeno, adatto ad essere montato su motori a combustione interna, fuel cell e simili; inoltre può trattarsi di un attuatore quale ad esempio una valvola di ricircolo dei gas di scarico (EGR), una valvola parzializzatrice per gruppi compressori o turbocompressori, ma anche un selettore di un cambio automatico o elettroattuato, un dispositivo di movimentazione di un’appendice aerodinamica e simili. As mentioned, it can be an actuator suitable for feeding a mixture of fuel and / or comburent, such as petrol, diesel oil, LPG, methane, hydrogen, suitable for being mounted on internal combustion engines, fuel cells and the like; it can also be an actuator such as an exhaust gas recirculation valve (EGR), a throttle valve for compressor units or turbochargers, but also a selector for an automatic or electro-actuated gearbox, a device for moving an aerodynamic appendage and similar.
Ai fini della presente invenzione le sopra citate applicazioni devono essere considerate in modo esplicativo e non esaustivo. For the purposes of the present invention, the aforementioned applications must be considered in an explanatory and non-exhaustive way.
L’attuatore 4 comprende un corpo principale 8 che alloggia mezzi motori 12, mezzi di trasmissione 16, un albero di comando 20, cinematicamente connesso a detti mezzi motori 12 mediante detti mezzi di trasmissione 16. The actuator 4 comprises a main body 8 which houses motor means 12, transmission means 16, a drive shaft 20, kinematically connected to said motor means 12 by means of said transmission means 16.
I mezzi motori 12 comprendono tipicamente un motore elettrico in corrente continua che fornisce la coppia motrice necessaria al funzionamento dell’attuatore 4. Ovviamente è anche possibile utilizzare un motore elettrico in corrente alternata. The motor means 12 typically comprise a direct current electric motor that provides the driving torque necessary for the operation of the actuator 4. Obviously it is also possible to use an alternating current electric motor.
L’albero di comando 20 si estende da una prima estremità di trasmissione 24, connessa ai mezzi di trasmissione 16, ad una seconda estremità di azionamento 28 operativamente collegabile ad una farfalla o mezzo attuatore. The drive shaft 20 extends from a first transmission end 24, connected to the transmission means 16, to a second drive end 28 operatively connectable to a throttle or actuator means.
In particolare, la prima estremità di trasmissione 24 è connessa ai mezzi di trasmissione 16 in modo da poter ricevere tramite questi ultimi la coppia motrice dei mezzi motori 12. In particular, the first transmission end 24 is connected to the transmission means 16 so as to be able to receive through the latter the driving torque of the motor means 12.
La seconda estremità di azionamento 28 dell’albero di comando 20 è adatta ad essere collegata ad un qualsiasi mezzo attuatore, sia direttamente sia tramite ulteriori rinvii o cinematismi, in base alle specifiche applicazioni previste. The second drive end 28 of the drive shaft 20 is suitable for being connected to any actuator means, either directly or through further transmissions or kinematics, based on the specific applications envisaged.
L’albero di comando 20 è comandato in un moto rettilineo alternato lungo una direzione assiale Y-Y mediante mezzi di trasmissione 16 che trasformano un moto di rotazione lungo un asse di azionamento X-X dei mezzi motori 12 in un moto di traslazione dell’albero di comando 20 lungo detta direzione assiale Y-Y. The drive shaft 20 is driven in an alternating rectilinear motion along an axial direction Y-Y by means of transmission means 16 which transform a rotation motion along an actuation axis X-X of the motor means 12 into a translation motion of the drive shaft 20 along said axial direction Y-Y.
Pertanto, il moto rotatorio dei mezzi motori 12 attorno all’asse di azionamento X-X viene trasformato in moto traslatorio dell’albero di comando 20 lungo la direzione assiale Y-Y. Therefore, the rotary motion of the motor means 12 around the drive axis X-X is transformed into translational motion of the drive shaft 20 along the axial direction Y-Y.
I mezzi motori 12 e l’albero di comando 20 sono orientati in modo che l’asse di azionamento X-X e la direzione assiale Y-Y risultano perpendicolari o paralleli e distanziati tra loro. The motor means 12 and the drive shaft 20 are oriented so that the drive axis X-X and the axial direction Y-Y are perpendicular or parallel and spaced apart.
In altre parole, è possibile prevedere che i mezzi motori 12 siano sostanzialmente perpendicolari alla direzione assiale Y-Y: in tale configurazione di perpendicolarità, l’asse di azionamento X-X e la direzione assiale Y-Y non devono essere necessariamente incidenti tra loro ma possono anche essere rispettivamente sghembi. In other words, it is possible to provide that the motor means 12 are substantially perpendicular to the axial direction Y-Y: in this configuration of perpendicularity, the drive axis X-X and the axial direction Y-Y do not necessarily have to be incident to each other but can also be respectively skewed .
Nella configurazione di parallelismo, in cui la direzione assiale Y-Y e l’asse di azionamento X-X sono appunto paralleli tra loro, tali assi/direzioni non devono invece coincidere, ossia risultare coassiali tra loro, bensì devono risultare paralleli e distanziati reciprocamente. In the parallelism configuration, in which the Y-Y axial direction and the X-X drive axis are precisely parallel to each other, these axes / directions must not coincide, i.e. be coaxial with each other, but must be parallel and mutually spaced.
Secondo una possibile forma di realizzazione, i mezzi di trasmissione 16 comprendono un accoppiamento di tipo vite-madrevite 32, in cui la madrevite 36 è mossa in rotazione dai mezzi motori 12 e la vite 40 è ricavata di pezzo o applicata sulla prima estremità di trasmissione 24 in modo da poter traslare l’albero di comando 20 rispetto alla madrevite 36. According to a possible embodiment, the transmission means 16 comprise a coupling of the screw-nut screw 32 type, in which the nut screw 36 is rotated by the motor means 12 and the screw 40 is machined in one piece or applied to the first transmission end 24 so as to be able to translate the drive shaft 20 with respect to the nut screw 36.
Secondo una forma di realizzazione, la madrevite 36 è supportata da un cuscinetto 44, preferibilmente a doppio effetto, che fornisce supporto a carichi assiali, paralleli a detta direzione assiale Y-Y e a carichi radiali, perpendicolari alla direzione assiale Y-Y e incidenti con questa. According to an embodiment, the nut 36 is supported by a bearing 44, preferably double-acting, which provides support to axial loads, parallel to said axial direction Y-Y and to radial loads, perpendicular to the axial direction Y-Y and incident therewith.
Ad esempio, è possibile utilizzare un cuscinetto a sfere o a rulli. E’ anche possibile utilizzare una bronzina e simili. For example, you can use a ball or roller bearing. It is also possible to use a bushing and the like.
La madrevite 36 può essere integrata in un anello del cuscinetto 44. The nut 36 can be integrated into a bearing ring 44.
Secondo una ulteriore possibile forma di realizzazione, la madrevite 36 è direttamente in movimento senza componenti interposti, quali un cuscinetto o boccola. Detto cuscinetto 44 è vincolato in direzione assiale Y-Y, ad esempio per mezzo di una flangia di supporto solidale al motore e fissata con viti al corpo principale 8. According to a further possible embodiment, the nut screw 36 is in direct motion without interposed components, such as a bearing or bushing. Said bearing 44 is constrained in the axial direction Y-Y, for example by means of a support flange integral with the motor and fixed with screws to the main body 8.
Il corpo principale 8 è configurato in modo da prevedere una sede 48 adatta ad alloggiare almeno parzialmente la prima estremità di trasmissione 24 dell’albero di comando 20 in un moto di ritrazione dell’albero di comando 20 all’interno del corpo principale 8. The main body 8 is configured so as to provide a seat 48 suitable for housing at least partially the first transmission end 24 of the drive shaft 20 in a retraction motion of the drive shaft 20 inside the main body 8.
Ad esempio detta sede 48 è ricavata almeno parzialmente all’interno di una ruota dentata o puleggia 52 dei mezzi di trasmissione 16, azionata dai mezzi motori 12. In questo modo l’albero di comando 20 può scorrere assialmente lungo la direzione assiale Y-Y in ambo i versi, in particolare anche in un verso di ritrazione o inserimento all’interno del corpo principale 8, grazie alla coassialità tra l’albero di comando medesimo e detta ruota dentata o puleggia 52. For example, said seat 48 is obtained at least partially inside a toothed wheel or pulley 52 of the transmission means 16, driven by the motor means 12. In this way the drive shaft 20 can slide axially along the axial direction Y-Y in both the directions, in particular also in a retraction or insertion direction inside the main body 8, thanks to the coaxiality between the drive shaft itself and said toothed wheel or pulley 52.
Come accennato, l’albero di comando 20 è guidato da un cuscinetto 44, preferibilmente ma non necessariamente a doppio effetto, dal lato della prima estremità di trasmissione 24. As mentioned, the drive shaft 20 is driven by a bearing 44, preferably but not necessarily double-acting, on the side of the first transmission end 24.
Secondo una forma di realizzazione, il movimento dell’albero di comando 20 è guidato anche dal lato della seconda estremità di azionamento 28, ad esempio mediante l’interposizione di una boccola 56, controsagomata rispetto all’albero medesimo, o direttamente con il corpo principale 8, preferibilmente realizzato con materiale a basso attrito. According to an embodiment, the movement of the drive shaft 20 is also guided from the side of the second drive end 28, for example by the interposition of a bushing 56, counter-shaped with respect to the shaft itself, or directly with the main body 8, preferably made of low friction material.
In questo modo si ottiene una guida più precisa dell’albero di comando 20 ed è anche possibile distinguere il supporto ai carichi assiali, demandato al cuscinetto 44 disposto dal lato della prima estremità di trasmissione 24, dal supporto ai carichi radiali, demandato alla boccola 56, in modo da avere complessivamente una guida più precisa del movimento dell’albero di comando 20. In this way, a more precise guide of the drive shaft 20 is obtained and it is also possible to distinguish the support for axial loads, entrusted to the bearing 44 arranged on the side of the first transmission end 24, from the support for radial loads, entrusted to the bushing 56. , in order to have an overall more precise guide of the movement of the drive shaft 20.
In particolare la maggior precisione è dovuta al distanziamento, lungo la direzione assiale Y-Y, di detti supporti 44,56. In particular, the greater precision is due to the spacing, along the axial direction Y-Y, of said supports 44,56.
L’albero di comando 20 è preferibilmente munito di mezzi anti-rotazione 60 che ne impediscono la rotazione attorno a detta direzione assiale Y-Y. Infatti, in assenza di detti mezzi anti-rotazione 60, l’albero di comando grazie all’accoppiamento vite-madrevite 32, tenderebbe a ruotare oltre che a traslare rispetto alla direzione assiale Y-Y. The drive shaft 20 is preferably equipped with anti-rotation means 60 which prevent its rotation around said axial direction Y-Y. In fact, in the absence of said anti-rotation means 60, the drive shaft, thanks to the screw-nut 32 coupling, would tend to rotate as well as to translate with respect to the axial direction Y-Y.
I mezzi anti-rotazione 60 possono essere di vario tipo. The anti-rotation means 60 can be of various types.
Ad esempio, i mezzi anti-rotazione 60 possono comprendere una spina 64, accoppiata con gioco con una scanalatura 68 ricavata sull’albero di comando 20. For example, the anti-rotation means 60 may comprise a pin 64, coupled with play with a groove 68 obtained on the drive shaft 20.
Detta scanalatura 68 è dimensionata in modo da costituire la corsa massima di azionamento dell’albero di comando 20, ossia la distanza tra opposte estremità assiali 70,72 della scanalatura 68 stessa che fungono da battute meccaniche di finecorsa. Said groove 68 is sized so as to constitute the maximum actuation stroke of the drive shaft 20, ie the distance between opposite axial ends 70.72 of the groove 68 itself which act as mechanical end stops.
I mezzi anti-rotazione 60 possono anche comprendere una porzione a geometria non assialsimmetrica, ad esempio a semiluna, dell’albero di comando 20, associata ad una corrispondente battuta controsagomata, fissa rispetto all’albero di comando 20. The anti-rotation means 60 can also comprise a portion with a non-axisymmetrical geometry, for example half-moon, of the drive shaft 20, associated with a corresponding counter-shaped stop, fixed with respect to the drive shaft 20.
Secondo una possibile forma di realizzazione (figura 6), i mezzi anti-rotazione 60 un anello con un paio di superfici sfacciate 61, diametralmente opposte tra loro. According to a possible embodiment (Figure 6), the anti-rotation means 60 is a ring with a pair of facing surfaces 61, diametrically opposed to each other.
Secondo una ulteriore possibile forma di realizzazione, i mezzi anti-rotazione 60 comprendono un dado esagonale 62. According to a further possible embodiment, the anti-rotation means 60 comprise a hexagonal nut 62.
I fine corsa, che delimitano la corsa massima in estrazione e in ritrazione dell’albero di comando 20, possono essere ottenuti mediante battute meccaniche riportate su parti fisse rispetto all’albero di comando 20. The limit switches, which delimit the maximum stroke in extraction and retraction of the drive shaft 20, can be obtained by means of mechanical stops placed on fixed parts with respect to the drive shaft 20.
Le condizioni di fine corsa dell’albero di comando sono illustrate nelle figure 8-9 e 10-11. The end stroke conditions of the drive shaft are illustrated in Figures 8-9 and 10-11.
E’ da precisare che la corsa massima di estrazione e di ritrazione non devono essere necessariamente uguali tra loro ma possono anche essere asimmetriche, in funzione delle specifiche esigenze dell’utilizzatore. It should be noted that the maximum extraction and retraction travel does not necessarily have to be equal to each other but can also be asymmetrical, depending on the specific needs of the user.
Al fine di controllare l’azionamento dell’albero di comando 20, l’attuatore 4 può comprendere un sensore di posizione assiale 76 dell’albero di comando 20. In order to control the actuation of the drive shaft 20, the actuator 4 may include an axial position sensor 76 of the drive shaft 20.
Ad esempio, detto sensore di posizione assiale 76 può essere associato ad un coperchio 80 del corpo principale 8, in modo da risultare assialmente affacciato alla prima estremità di trasmissione 24 dell’albero di comando 20. For example, said axial position sensor 76 can be associated with a cover 80 of the main body 8, so as to be axially facing the first transmission end 24 of the drive shaft 20.
In questo modo, il sensore di posizione assiale 76 misura l’effettiva posizione assiale dell’albero di comando 20, e quindi la condizione operativa del corrispondente dispositivo da questo azionato, e non effettua una stima, come si otterrebbe ad esempio montando un sensore sui mezzi motori 12 o sui mezzi di trasmissione 16. In this way, the axial position sensor 76 measures the actual axial position of the drive shaft 20, and therefore the operating condition of the corresponding device actuated by it, and does not make an estimate, as would be obtained for example by mounting a sensor on the motor means 12 or on the transmission means 16.
In aggiunta, essendo il sensore lineare posizionato sull’albero di uscita, in caso di guasto del cinematismo è possibile leggere la posizione corretta dello stelo, nel rispetto delle normative di sicurezza automotive. In addition, since the linear sensor is positioned on the output shaft, in the event of a kinematic failure it is possible to read the correct position of the rod, in compliance with automotive safety regulations.
Preferibilmente, il sensore di posizione assiale 76 è costampato con il coperchio 80 del corpo principale 8. Il coperchio 80 è facilmente amovibile in modo da consentire un rapido accesso ai mezzi di trasmissione 16 per la loro manutenzione o sostituzione anche per effettuare personalizzazioni in funzione delle richieste dell’utente. Il coperchio 80 può alloggiare o integrare almeno in parte i mezzi di trasmissione 16. Al corpo principale 8, da parte opposta a detto coperchio 80, è associata una guarnizione a strisciamento 84 che influenza la seconda estremità di azionamento 28 dell’albero di comando 20. Preferably, the axial position sensor 76 is co-molded with the cover 80 of the main body 8. The cover 80 is easily removable so as to allow quick access to the transmission means 16 for their maintenance or replacement, also to carry out customizations according to the user requests. The cover 80 can house or integrate at least in part the transmission means 16. To the main body 8, on the opposite side to said cover 80, there is associated a sliding seal 84 which affects the second actuating end 28 of the drive shaft 20 .
In particolare detta guarnizione a strisciamento 84 striscia sulla seconda estremità di azionamento 28 in modo da impedire l’ingresso di sporcizia all’interno del corpo principale 8. In particular, said sliding seal 84 strips on the second drive end 28 in order to prevent the entry of dirt into the main body 8.
La guarnizione a strisciamento 84 è preferibilmente munita di un anello di ritenuta 88, tipicamente in metallo, per fissarne la posizione sul corpo principale 8. The sliding seal 84 is preferably provided with a retaining ring 88, typically made of metal, to fix its position on the main body 8.
Come si può apprezzare da quanto descritto, l’attuatore secondo l’invenzione consente di superare gli inconvenienti presentati nella tecnica nota. As can be appreciated from what has been described, the actuator according to the invention allows to overcome the drawbacks presented in the known art.
Infatti, l’attuatore lineare in oggetto risolve problemi di compattezza in quanto le dimensioni sono ridotte lungo i tre assi e allo stesso tempo premette elevata flessibilità nella corsa assiale in quanto è possibile variare la corsa massima customizzando pochi sottocomponenti, ossia l’albero di comando, i mezzi di trasmissione e il coperchio del corpo principale. In fact, the linear actuator in question solves problems of compactness as the dimensions are reduced along the three axes and at the same time requires high flexibility in the axial stroke as it is possible to vary the maximum stroke by customizing a few sub-components, i.e. the drive shaft. , the transmission means and the main body cover.
È possibile inoltre avere doppia uscita con ripartizione della corsa simmetrica o asimmetrica, in base alle esigenze dell’utilizzatore. It is also possible to have double output with symmetrical or asymmetrical stroke distribution, according to the user's needs.
L’attuatore garantisce bassa reversibilità per una migliore controllabilità in condizioni sia statiche che dinamiche, e può anche essere dotato di sensore di posizione sull’albero finale. The actuator guarantees low reversibility for better controllability in both static and dynamic conditions, and can also be equipped with a position sensor on the final shaft.
La flessibilità della presente soluzione è ulteriormente incrementata grazie al cambio del passo della vite, che consente di ottenere più varianti velocità/forza sull’albero di comando. The flexibility of the present solution is further increased thanks to the change of the screw pitch, which allows to obtain more speed / force variations on the drive shaft.
Inoltre, cambiando solo coperchio e albero di comando si ottengono singola uscita o doppio effetto, soluzione servo o on-off. Furthermore, by changing only the cover and the drive shaft you get single output or double effect, servo or on-off solution.
La presente soluzione risulta inoltre facilmente scalabile. The present solution is also easily scalable.
Il sensore di posizione assiale consente di calcolare direttamente, e non di misurare indirettamente, la reale posizione assiale dell’albero di comando; in questo modo è possibile avere un controllo estremamente preciso del dispositivo attuato. The axial position sensor allows to calculate directly, and not to measure indirectly, the real axial position of the drive shaft; in this way it is possible to have an extremely precise control of the implemented device.
La presenza di due supporti per l’albero di comando conferisce all’attuatore elevata robustezza e resistenza a carichi di punta e vibrazioni (a maggior ragione in questo layout perché posizionati sullo stesso corpo; è quindi possibile garantire elevata precisione di posizionamento reciproco). The presence of two supports for the drive shaft gives the actuator high strength and resistance to peak loads and vibrations (even more so in this layout because they are positioned on the same body; it is therefore possible to ensure high reciprocal positioning accuracy).
Complessivamente, l’attuatore secondo la presente invenzione risulta avere dimensioni compatte, elevata precisione ed affidabilità, pur mantenendo un costo di realizzazione assai contenuto. Overall, the actuator according to the present invention has compact dimensions, high precision and reliability, while maintaining a very low manufacturing cost.
Inoltre, l’attuatore è facilmente customizzabile in funzione delle specifiche richieste/esigenze dell’utente finale. In addition, the actuator can be easily customized according to the specific requests / needs of the end user.
Un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti agli attuatori sopra descritti, tutte peraltro contenute nell’ambito dell’invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni. A person skilled in the art, in order to meet contingent and specific needs, may make numerous changes and variations to the actuators described above, all of which are contained within the scope of the invention as defined by the following claims.
Claims (19)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102018000007766A IT201800007766A1 (en) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | FLEXIBLE LINEAR ELECTRIC ACTUATOR FOR AUTOMOTIVE APPLICATIONS |
| EP19189678.6A EP3604859A1 (en) | 2018-08-02 | 2019-08-01 | Flexible, linear, electric actuator for automotive applications |
| US16/529,964 US20200040990A1 (en) | 2018-08-02 | 2019-08-02 | Flexible, linear, electric actuator for automotive applications |
| JP2019142778A JP7377020B2 (en) | 2018-08-02 | 2019-08-02 | Flexible linear electric actuator for automotive applications |
| CN201910713838.8A CN110792833A (en) | 2018-08-02 | 2019-08-02 | Flexible, linear, electric actuator for automotive applications |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102018000007766A IT201800007766A1 (en) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | FLEXIBLE LINEAR ELECTRIC ACTUATOR FOR AUTOMOTIVE APPLICATIONS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT201800007766A1 true IT201800007766A1 (en) | 2020-02-02 |
Family
ID=63965886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102018000007766A IT201800007766A1 (en) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | FLEXIBLE LINEAR ELECTRIC ACTUATOR FOR AUTOMOTIVE APPLICATIONS |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20200040990A1 (en) |
| EP (1) | EP3604859A1 (en) |
| JP (1) | JP7377020B2 (en) |
| CN (1) | CN110792833A (en) |
| IT (1) | IT201800007766A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020120574A (en) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | フスコ オートモーティブ ホールディングス エル・エル・シーHUSCO Automotive Holdings LLC | System and method of linear actuator |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010270887A (en) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Ntn Corp | Electric actuator |
| US20120247240A1 (en) * | 2010-04-26 | 2012-10-04 | Hiroshi Kawahara | Linear Actuator |
| WO2017037065A1 (en) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Actuation device for internal combustion engine |
| WO2018114543A1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | Continental Automotive Gmbh | Valve arrangement for a motor vehicle |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3968751B2 (en) * | 2002-08-22 | 2007-08-29 | 株式会社ケーヒン | Lead screw type step motor |
| JP5027940B2 (en) * | 2004-06-30 | 2012-09-19 | 株式会社ハイレックスコーポレーション | Electric cable drive device and electric brake device |
| CN102317133B (en) * | 2009-03-31 | 2014-08-06 | 日立汽车系统株式会社 | Brake control device |
| JP6091148B2 (en) * | 2012-10-12 | 2017-03-08 | Ntn株式会社 | Electric linear actuator |
| GB201515843D0 (en) * | 2015-09-07 | 2015-10-21 | Trw Ltd | An electromechanical actuator |
| JP2017085766A (en) * | 2015-10-28 | 2017-05-18 | アイシン精機株式会社 | Linear drive actuator |
| JP6651381B2 (en) * | 2016-02-24 | 2020-02-19 | Ntn株式会社 | Electric actuator |
| JP6779645B2 (en) * | 2016-03-30 | 2020-11-04 | Ntn株式会社 | Electric actuator |
-
2018
- 2018-08-02 IT IT102018000007766A patent/IT201800007766A1/en unknown
-
2019
- 2019-08-01 EP EP19189678.6A patent/EP3604859A1/en active Pending
- 2019-08-02 US US16/529,964 patent/US20200040990A1/en not_active Abandoned
- 2019-08-02 JP JP2019142778A patent/JP7377020B2/en active Active
- 2019-08-02 CN CN201910713838.8A patent/CN110792833A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010270887A (en) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Ntn Corp | Electric actuator |
| US20120247240A1 (en) * | 2010-04-26 | 2012-10-04 | Hiroshi Kawahara | Linear Actuator |
| WO2017037065A1 (en) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Actuation device for internal combustion engine |
| WO2018114543A1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | Continental Automotive Gmbh | Valve arrangement for a motor vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20200040990A1 (en) | 2020-02-06 |
| JP2020023968A (en) | 2020-02-13 |
| CN110792833A (en) | 2020-02-14 |
| JP7377020B2 (en) | 2023-11-09 |
| EP3604859A1 (en) | 2020-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9784305B2 (en) | Variable length connecting rod of an internal combustion engine | |
| CN108104958B (en) | Engine mechanism with variable compression ratio | |
| CN104670463A (en) | Electric steering mechanism | |
| CN103307246A (en) | Stroke-adjustable push rod mechanism | |
| US20110038714A1 (en) | Variable geometry turbine | |
| CN113530917B (en) | A digital hydraulic cylinder | |
| BRPI0909496B1 (en) | ENGINE HAVING A VARIABLE VOLUME CHAMBER | |
| IT201800007766A1 (en) | FLEXIBLE LINEAR ELECTRIC ACTUATOR FOR AUTOMOTIVE APPLICATIONS | |
| CN201865774U (en) | Actuating mechanism of digital electronic speed regulator | |
| DE112012001182T5 (en) | Wind Turbine Generator | |
| CN109305217A (en) | Electric boosting steering system | |
| WO2018216526A1 (en) | Electric valve actuator and valve device | |
| ITUA20164688A1 (en) | EXHAUST GAS RECIRCULATING VALVE ACTUATOR DEVICE (EGR) IN AN ENDOTHERMAL ENGINE AND ITS RELATIVE GAS VALVE GROUP OF EXHAUST GAS | |
| CN109305216A (en) | Dustproof device for electric power steering system | |
| US20120160216A1 (en) | Variable Displacement Engine | |
| US10054060B2 (en) | Adjustable fuel plate for diesel engine fuel pump | |
| CN204567749U (en) | A kind of racing car rack and pinion steering gear | |
| CN201250944Y (en) | Limit worm-gear case actuating mechanism with adjusted angle | |
| CN112431912A (en) | Transmission mechanism based on telescopic variable distance | |
| CN209051485U (en) | Electric boosting steering system | |
| CN103574128A (en) | Precision straight stroke actuating mechanism | |
| JP2020023968A5 (en) | ||
| GB2358453A (en) | Variable valve timing | |
| CN223424374U (en) | Rack piston structure and rotary cylinder | |
| EP1112450A1 (en) | Pneumatic or hydraulic operating device |